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XIII Encontro Nacional e IX Encontro Latino-americano de Conforto no Ambiente Construído AVALIAÇÃO DO APLICATIVO AUTODESK ECOTECT ANALYSIS PARA SIMULAÇÕES DE RADIAÇÃO SOLAR EMPREGANDO DIFERENTES ARQUIVOS CLIMÁTICOS Rafael P. Cartana (1); Eduardo João Berté (2) (1) Doutorando, Arquiteto/Professor, [email protected], UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí, Laboratório de Conforto Ambiental LACA - Curso de Arquitetura e Urbanismo Campus Balneário Camboriú, 5ª Avenida 1.100, CEP. 88337-300, +55(47) 32611216 (2) Estudante de Arquitetura e Urbanismo, [email protected], UNIVALI Universidade do Vale do Itajaí, Laboratório de Conforto Ambiental LACA - Curso de Arquitetura e Urbanismo Campus Balneário Camboriú, 5ª Avenida 1.100, CEP. 88337-300, +55(47) 32611216 RESUMO Na Arquitetura, a radiação solar está diretamente relacionada com admissão de calor e iluminação natural, apresentando-se como um dos principais componentes do comportamento ambiental das edificações. Atualmente estão disponíveis ferramentas de simulação computacional que facilitam a compreensão dos fenômenos físicos relacionados ao desempenho das edificações, dentre elas está o Autodesk Ecotect Analysis. Em seu funcionamento, aplicativos como o Ecotect utilizam arquivos climáticos, contendo informações sobre cada cidade. Atualmente diversas cidades catarinenses já possuem arquivos climáticos, entretanto para serem utilizados com maior confiabilidade, os aplicativos de simulação e os arquivos climáticos devem ser testados a fim de ter seus dados de saída aferidos. O objetivo deste trabalho foi testar o aplicativo Autodesk Ecotect Analysis quanto a sua possibilidade de simulação da radiação solar, avaliando a confiabilidade dos dados obtidos nas simulações empregando arquivos climáticos “EPW” e “TRY”, comparativamente aos dados do Atlas Brasileiro de Energia Solar. Como metodologia: primeiramente foram desenvolvidos modelos computacionais simplificados em 3D correspondentes às principais orientações solares de uma edificação (Norte, Sul, Leste, Oeste e plano horizontal). Posteriormente, tais modelos foram simulados utilizando arquivos climáticos de fontes diferentes, neste trabalho, denominados: “EPW” e “TRY”; por fim, os dados de saída foram comparados com dados conhecidos, presentes nos arquivos anexos do Atlas Brasileiro de Energia Solar desenvolvido por Pereira et al., 2006. Como resultados verificou-se que o Autodesk Ecotect Analisys apresenta coerência nas simulações da radiação solar incidente em relação às variações anuais, entretanto os valores resultantes das simulações foram normalmente inferiores aos valores de referencia. Em relação aos arquivos climáticos utilizados, os arquivos “TRY” apresentaram menores erros em relação aos valores de referencia, quando comparadas com as simulações realizadas com os arquivos “EPW”. Desaconselhando o emprego dos arquivos climáticos "EPW" neste tipo de simulação. Considerando que as simulações foram realizadas apenas para a cidade de Florianópolis. Palavras-chave: radiação solar, Autodesk Ecotect Analysis, arquivos climáticos. ABSTRACT In architecture, solar radiation is directly related to heat gain and natural lighting, presenting itself as one of the most significant components of the environmental performance of buildings. Currently, there are several computational simulation tools available, that facilitates the comprehension of physical phenomena related to buildings performance, among them is the Autodesk Ecotect Analysis. In its operation, softwares such as Ecotect uses weather files containing information about each city. Currently many Santa Catarina cities already have weather files for simulation, but to be used with reliability, the simulation software, and the weather files should be tested in order to check their output data. The aim of this study was to test the Autodesk Ecotect Analysis software and its possibility of solar radiation simulation, evaluating the simulated data reliability, using "EPW" and "TRY" weather files, compared to Brazilian Atlas Solar Energy data. As methodology: first, simplified 3D computational models were developed, corresponding to the main

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XIII Encontro Nacional e IX Encontro Latino-americano de Conforto no Ambiente Construído

AVALIAÇÃO DO APLICATIVO AUTODESK ECOTECT ANALYSIS PARA

SIMULAÇÕES DE RADIAÇÃO SOLAR EMPREGANDO DIFERENTES

ARQUIVOS CLIMÁTICOS

Rafael P. Cartana (1); Eduardo João Berté (2) (1) Doutorando, Arquiteto/Professor, [email protected], UNIVALI – Universidade do Vale do Itajaí,

Laboratório de Conforto Ambiental – LACA - Curso de Arquitetura e Urbanismo – Campus Balneário

Camboriú, 5ª Avenida 1.100, CEP. 88337-300, +55(47) 32611216

(2) Estudante de Arquitetura e Urbanismo, [email protected], UNIVALI – Universidade do Vale

do Itajaí, Laboratório de Conforto Ambiental – LACA - Curso de Arquitetura e Urbanismo – Campus

Balneário Camboriú, 5ª Avenida 1.100, CEP. 88337-300, +55(47) 32611216

RESUMO Na Arquitetura, a radiação solar está diretamente relacionada com admissão de calor e iluminação natural,

apresentando-se como um dos principais componentes do comportamento ambiental das edificações.

Atualmente estão disponíveis ferramentas de simulação computacional que facilitam a compreensão dos

fenômenos físicos relacionados ao desempenho das edificações, dentre elas está o Autodesk Ecotect Analysis.

Em seu funcionamento, aplicativos como o Ecotect utilizam arquivos climáticos, contendo informações

sobre cada cidade. Atualmente diversas cidades catarinenses já possuem arquivos climáticos, entretanto para

serem utilizados com maior confiabilidade, os aplicativos de simulação e os arquivos climáticos devem ser

testados a fim de ter seus dados de saída aferidos. O objetivo deste trabalho foi testar o aplicativo Autodesk

Ecotect Analysis quanto a sua possibilidade de simulação da radiação solar, avaliando a confiabilidade dos

dados obtidos nas simulações empregando arquivos climáticos “EPW” e “TRY”, comparativamente aos

dados do Atlas Brasileiro de Energia Solar. Como metodologia: primeiramente foram desenvolvidos

modelos computacionais simplificados em 3D correspondentes às principais orientações solares de uma

edificação (Norte, Sul, Leste, Oeste e plano horizontal). Posteriormente, tais modelos foram simulados

utilizando arquivos climáticos de fontes diferentes, neste trabalho, denominados: “EPW” e “TRY”; por fim,

os dados de saída foram comparados com dados conhecidos, presentes nos arquivos anexos do Atlas

Brasileiro de Energia Solar desenvolvido por Pereira et al., 2006. Como resultados verificou-se que o

Autodesk Ecotect Analisys apresenta coerência nas simulações da radiação solar incidente em relação às

variações anuais, entretanto os valores resultantes das simulações foram normalmente inferiores aos valores

de referencia. Em relação aos arquivos climáticos utilizados, os arquivos “TRY” apresentaram menores erros

em relação aos valores de referencia, quando comparadas com as simulações realizadas com os arquivos

“EPW”. Desaconselhando o emprego dos arquivos climáticos "EPW" neste tipo de simulação. Considerando

que as simulações foram realizadas apenas para a cidade de Florianópolis.

Palavras-chave: radiação solar, Autodesk Ecotect Analysis, arquivos climáticos.

ABSTRACT

In architecture, solar radiation is directly related to heat gain and natural lighting, presenting itself as one of

the most significant components of the environmental performance of buildings. Currently, there are several

computational simulation tools available, that facilitates the comprehension of physical phenomena related to

buildings performance, among them is the Autodesk Ecotect Analysis. In its operation, softwares such as

Ecotect uses weather files containing information about each city. Currently many Santa Catarina cities

already have weather files for simulation, but to be used with reliability, the simulation software, and the

weather files should be tested in order to check their output data. The aim of this study was to test the

Autodesk Ecotect Analysis software and its possibility of solar radiation simulation, evaluating the simulated

data reliability, using "EPW" and "TRY" weather files, compared to Brazilian Atlas Solar Energy data. As

methodology: first, simplified 3D computational models were developed, corresponding to the main

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orientations of a building (North, South, East, West and horizontal face). After that, the models were

simulated in Ecotect, using weather files from different sources, named in this work: : “EPW” and “TRY”;

finally, the output data was compared with the known data radiation values presented in the Brazilian Atlas

of Solar Energy developed by PEREIRA, et al, 2006. As results the Autodesk Ecotect Analysis showed

consistency in the solar radiation simulations in relation to annual variations, however the output values from

the simulations were normally lower than the reference values. In relation to climatic files used, the

simulations "TRY" files simulation had minor errors in relation to the reference values, when compared to

the ones made with the "EPW" files. Advising against the use of the "EPW" weather files in this type of

simulation. Considering that the simulations were performed only for Florianopolis.

Keywords: solar radiation, Autodesk Ecotect Analysis, weather files.

1. INTRODUÇÃO

No Brasil as edificações são responsáveis por 47,6% do consumo nacional de eletricidade, sendo as

edificações residenciais responsáveis por 23,6%, as comerciais por 16% e as públicas por 8% do consumo

(BEN 2013). Estes dados demonstram a importância dos espaços construídos no consumo de energia elétrica

nacional.

Figura 1 - Consumo de energia elétrica por setor no mercado

nacional. Fonte: BEN 2013

O desempenho energético das edificações está

diretamente relacionado a seu conforto ambiental:

quanto mais confortáveis em termos térmicos e

lumínicos forem as edificações menor será a

solicitação de uso dos sistemas artificiais de

iluminação e climatização. Relativamente às questões

de conforto térmico, o fator que determina a demanda

de utilização dos aparelhos de ar condicionado em

uma edificação é sua carga térmica, já entre os fatores

que determinam a carga térmica, muitas vezes a

radiação solar é o mais significativo. Segundo

Lamberts et al. (2014) a radiação solar é um dos mais

importantes contribuintes para o ganho térmico em

edifícios, constituindo-se também como sua principal

fonte de luz natural.

Visando facilitar a compreensão e previsão dos fenômenos físicos envolvidos no desempenho das

edificações, entre elas a radiação, nos últimos anos foram desenvolvidos diversos aplicativos de simulação

computacional, que entre outas funções, fornecem dados sobre radiação incidente nas edificações, gerando

inclusive modelos gráficos que permitem a visualização deste fenômeno. Greenberg et al. (2013) identificam

a dificuldade de visualização dos resultados de simulações como um dos “gargalos” para a integração de

simulações computacionais no processo de projeto.

Figura 2 - Autodesk Ecotect Analysis, modelo de radiação

incidente em uma fachada. Fonte:

http://wiki.naturalfrequency.com/wiki/Display_Solar_Radiation_Val

ues

Desenvolvido pelo Prof. Andrew Marsh,

PhD, aplicativo Autodesk Ecotect Analysis possui

como uma das suas principais características a

possibilidade de visualização dos fenômenos

físicos envolvidos no desempenho das

edificações, facilitando assim sua compreensão e

incorporação no processo de projeto. Em 2011 o

Ecotect Analysis foi incorporado pela Autodesk

que atualmente está integrando suas ferramentas

de análise na suíte do Autodesk Revit. Segundo

Yang et al. (2013) o Ecotect demonstra-se como

uma excelente e versátil ferramenta de análise

ambiental. Inclui uma grande variedade de

detalhadas análises, apresentando seus resultados

com esquemas gráficos, possibilitando, de

maneira rápida e intuitiva, a visualização dos

resultados das simulações, tornando-o ideal para

as fases de concepção do projeto.

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Em seu funcionamento, os aplicativos de simulação computacional utilizam arquivos climáticos,

que são bases de dados digitais contendo informações específicas sobre os condicionantes climáticos de cada

cidade. Atualmente grande parte das cidades catarinenses já possui arquivos climáticos para simulação,

entretanto para serem utilizados com maior confiabilidade, os aplicativos de simulação e seus respectivos

arquivos climáticos devem ser testados a fim de ter seus dados de saída aferidos. No caso deste presente

trabalho, os dados simulados foram comparados com dados medidos presentes arquivos anexos do Atlas

Brasileiro de Energia Solar desenvolvido por Pereira et al., 2006.

Tendo em vista a interface gráfica de fácil utilização e visualização dos resultados apresentada pelo

aplicativo Autodesk Ecotect Analysis, juntamente com a importância da compreensão dos efeitos da radiação

solar no desempenho energético das edificações, faz-se necessária a aferição desta ferramenta para sua

confiável utilização, verificando sua capacidade de simulação do fenômeno da admissão de radiação solar,

de acordo com diferentes arquivos climáticos disponíveis para o Brasil, neste trabalho, denominados: “EPW”

e “TRY”, como apresentado a seguir.

2. OBJETIVO

O objetivo deste trabalho foi testar o aplicativo Autodesk Ecotect Analysis quanto a sua possibilidade de

simulação da radiação solar, avaliando a confiabilidade dos dados obtidos nas simulações empregando

arquivos climáticos “EPW” e “TRY”, comparativamente aos dados do Atlas Brasileiro de Energia Solar.

3. MÉTODO

O método deste trabalho está dividido em três etapas principais:

1. Desenvolvimento de modelos computacionais simplificados em 3D correspondentes às principais

orientações solares para as fachadas e cobertura de uma edificação (Norte, Sul, Leste, Oeste e plano

horizontal).

2. Simulação dos modelos no aplicativo Autodesk Ecotect Analysis utilizando arquivos climáticos de

fontes diferentes, neste trabalho, denominados: “EPW” e “TRY”.

3. Comparação dos dados simulados com dados conhecidos, presentes nos arquivos anexos do Atlas

Brasileiro de Energia Solar desenvolvido por Pereira et al., 2006.

3.1. Desenvolvimento de modelos computacionais

O modelo definido para a análise de radiação foi um cubo de aresta igual a 1 metro, consequentemente com

faces de área igual a 1m², orientadas para Norte, Sul, Leste, Oeste e plano horizontal, facilitando a leitura dos

dados, que são gerados em W.h/m² (Watts.hora/metro quadrado).

Para a modelagem 3D, foi utilizado incialmente o aplicativo SketchUP, que apresentou problemas de

leitura dos modelos após a exportação para o Ecotect, para solucionar esta questão foi feita uma nova

modelagem, utilizando as ferramentas 3D do AutoCAD, que se apresentou mais compatível com o Ecotect,

principalmente no que se refere à leitura da radiação incidente nos planos verticais (fachadas). Para a

exportação entre o AutoCAD e o Ecotect os arquivos da modelagem foram salvos na extensão 3Ds.

3.2. Simulação dos modelos no aplicativo Autodesk Ecotect Analysis

Para realização das simulações foram utilizados arquivos climáticos para a cidade de Florianópolis no

formato EPW (EnergyPlus Weather File), provenientes de duas fontes diferentes encontradas no website do

LABEEE-UFSC (Laboratório de Eficiencia Energética em Edificações – USFC). A primeira delas,

denominada neste trabalho como “EPW” (arquivo: SC_Florianopolis.epw) faz parte da série de arquivos

climáticos elaborado pelo Prof. Maurício Roriz, a partir de dados horários, registrados em 411 estações

climatológicas do INMET entre os anos de 2000 e 2010. A segunda fonte de arquivos climáticos,

denominada neste trabalho como “TRY” (arquivo: FlorianopolisTRY1963_05CSV.epw) faz parte de uma

série de arquivos climáticos TRY (Test Reference Year) compilados ou atualizados no ano de 2005.

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Figura 3 - Fontes dos arquivos climáticos utilizados: “EPW” e “TRY” respectivamente. Fontes: website do LABEEE-UFSC http://labeee.ufsc.br/downloads/arquivos-climaticos/formato-epw e http://labeee.ufsc.br/downloads/arquivos-climaticos/formato-try-

swera-csv-bin

Após a escolha dos arquivos climáticos, foram realizadas as simulações no Ecotect. Para geração dos

dados foi utilizada a ferramenta Análise de Incidência solar (Solar Access Analysis) presente na opção

Calculate na barra superior da interface do programa. A descrição trazida para a ferramenta é a seguinte:

“Solar Access refere-se à disponibilidade de radiação solar incidente em superfícies e pontos do seu modelo

digital”. Os modelos 3D importados do AutoCAD foram posicionados de maneira que suas faces verticais

estivessem alinhadas para Norte, Sul, Leste e Oeste. Visando estabelecer um comparativo entre os dados

simulados e os dados presentes no Atlas Brasileiro de Energia Solar, foram geradas no Ecotect as médias

diárias mensais para o ano inteiro, primeiramente utilizando o arquivo “EPW” e depois utilizando o “TRY”,

como demonstrado abaixo:

Tabela 1 - Valores gerados pela Solar Access Analysis utilizando o arquivo climático “EPW”

Figura 4 - Simulação gerada pela Solar Access Analysis para os meses de junho e dezembro utilizando o arquivo “EPW”

Tabela 2 - Valores gerados pelo Solar Access Analysis utilizando o arquivo climático “TRY”

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Figura 5 - Simulação gerada pela Solar Access Analysis para os meses de junho e dezembro utilizando o arquivo “TRY”

Pode-se observar nas tabelas acima que quando simulada utilizando o arquivo climático “EPW” a

radiação incidente apresenta sempre valores superiores do que quando simulada o arquivo “TRY”. Cabe

salientar que o arquivo 3Ds utilizado é o mesmo e os processos de simulação são idênticos, diferenciando

apenas o arquivo climático utilizado.

3.3. Comparação dos dados simulados com dados presentes no Atlas Brasileiro de Energia

Solar Visando aferir a precisão dos dados simulados, os mesmos foram comparados com os dados presentes nos

arquivos anexos ao Atlas Brasileiro de Energia Solar (PEREIRA et al, 2006). Tais arquivos em formato XLS

(Excel) trazem a radiação global, direta e difusa para o plano horizontal, para todo território nacional. Os

os dados de irradiação solar global foram coletados com sensores Kipp&Zonen CM21 em estações da rede

SONDA; após a coleta, foram submetidos a um controle de qualidade que utiliza critérios estabelecidos pela

World Meteorological Organization (WMO) para as estações da rede Baseline Solar Radiation Network

(BSRN). (PEREIRA et al, 2006).

Para a obtenção dos valores de radiação incidente nos planos verticais a partir dos valores

informados pelo Atlas Brasileiro de Energia Solar, foi utilizado o aplicativo Radiasol 1 (LabSOL/UFRGS -

Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal do Rio Grande do Sul). A partir da inserção de dados

da radiação média diária mensal, o aplicativo realiza cálculos trigonométricos que permitem alcançar os

valores de radiação solar para as faces desejadas, seja qual for sua inclinação ou desvio azimutal. O

aplicativo foi utilizado para gerar os valores para comparação, referentes às faces: Norte, Sul, Leste e Oeste.

Figura 6 - Interface inicial do aplicativo Radiasol (entrada de dados) e interface do aplicativo Radiasol (definição da inclinação e

desvio azimutal).

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Complementando o comparativo realizado para a radiação incidente no plano horizontal, foi

utilizado o aplicativo Climate Consultant 5.5. Desenvolvido pela Universidade da Califórnia Los Angeles –

UCLA, o aplicativo trata-se fundamentalmente de um leitor de arquivos climáticos, que exibe através de

tabelas e gráficos os dados das diversas variáveis presentes nos arquivos climáticos. Para a obtenção dos

valores da radiação incidente no plano horizontal foram carregados no programa os arquivos “EPW” e

“TRY” para a cidade de Florianópolis, os mesmos utilizados nas simulações realizadas com o Ecotect. Após

gerados os valores de radiação para cada um dos meses, nos aplicativos Ecotect, Radiasol e Climate

Consultant, utilizando-se o Excel, foram geradas as tabelas e gráficos apresentados a seguir.

Figura 8 - Interface do software Climate Consultant, destacando os dados utilizados para comparação.

Para a radiação solar incidente no plano horizontal, as comparações foram feitas entre os valores do

Atlas Brasileiros de Energia Solar e dos aplicativos Ecotect e Climate Consultant. Foram utilizados os

arquivos climáticos “EPW” e “TRY”, produzindo uma tabela para cada arquivo climático. Por fim, foi

possível determinar os erros entre os valores simulados em relação aos dados do Atlas.

Para a radiação solar incidente nos planos verticais foi utilizada a mesma metodologia das tabelas

referentes ao plano horizontal. Porém, agora, os dados utilizados como base comparativa foram apenas os do

Atlas Brasileiros de Energia Solar, processados pelo Radiasol. Assim como nos itens anteriores, os

resultados são apresentados em relação aos dois diferentes arquivos climáticos utilizados.

4. RESULTADOS

4.1. Radiação solar incidente no plano horizontal

Os resultados apresentados nas tabelas e gráficos abaixo demonstram que o Ecotect apresentou normalmente

valores de radiação inferiores aos trazidos nos arquivos climáticos e apresentados pelo Climate Consultant.

Calculando o erro médio entre os valores apresentados pelo Climate Consultant, que apenas realiza a leitura

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das informações dos arquivos climáticos, em comparação com o Atlas Brasileiro de Energia Solar, o mesmo

variou entre 10% para o arquivo “EPW”, e 15% para o arquivo “TRY”, mostrando que os próprios arquivos

climáticos diferem dos valores de referencia do Atlas. As simulações realizadas no Ecotect geraram um

considerável aumento nessas porcentagens, sendo 22% na média para o arquivo climático “TRY”, e 58% na

média para o “EPW”, demonstrando uma maior confiabilidade nas simulações que empregam o arquivo

“TRY”. A diferença média geral entre o Ecotect e o Atlas Brasileiro de Energia Solar, levando em

consideração os dois arquivos climáticos, foi de 40%.

Tabela 3- Comparação entre os dados de radiação solar incidente mês-a-mês do Altas Brasileiro de Energia Solar e dos aplicativos

Ecotect e Climate Consultant. Arquivo Climático utilizado: “EPW”.

Tabela 4 - Comparação entre os dados de radiação solar incidente mês-a-mês do Altas Brasileiro de Energia Solar e dos aplicativos

Ecotect e Climate Consultant. Arquivo Climático utilizado: “TRY”.

Os gráficos abaixo para os arquivos “EPW” e “TRY” respectivamente, demonstram que apesar do

Ecotect apresentar sempre valores de radiação inferiores aos trazidos nos arquivos climáticos, o mesmo foi

coerente na representação das variações da radiação incidente ao longo do ano, apresentando menos radiação

no inverno e mais no verão. Outro fator importante a ser observado é a maior confiabilidade para simulações

geradas utilizando o arquivo “TRY”.

Figura 8 - Graficos da variação de radiação anual para o plano horizontal, utilizando os arquivos “ EPW” e “TRY” respectivamente.

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4.1. Radiação solar incidente nos planos verticais

Em relação à radiação solar incidente nos planos verticais, o Ecotect apresentou sempre resultados inferiores

aos valores do Atlas, neste caso, tratados pelo Radiasol. Em relação aos erros encontrados nas análises para o

plano horizontal, as diferenças tiveram uma amplitude maior, principalmente para o arquivo “EPW”, onde

foi verificado um erro médio de até 203,81% para o mês de Junho, sendo este o maior valor encontrado. A

menor média foi encontrada no mês de fevereiro para o arquivo TRY, totalizando 47,52% de erro, como

demonstrado nas tabelas abaixo:

Tabela 5 - Comparação entre os dados de radiação solar incidente mês-a-mês nos planos verticais, arquivo climático: “EPW”.

Tabela 6 - Comparação entre os dados de radiação solar incidente mês-a-mês nos planos verticais, arquivo climático: “TRY”.

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Assim como para o plano vertical, as simulações realizadas utilizando o arquivo climático “TRY”

apresentaram um erro inferior às simulações realizadas utilizando o arquivo climático “EPW”.

Figura 9 - Graficos da variação de radiação anual para os planos verticais Leste e Oeste utilizando os arquivos “EPW” e “TRY”

respectivamente.

Quanto ao comportamento dos gráficos, ressalta-se, respectivamente, para os arquivos “EPW” e

“TRY”, o desempenho coerente das simulações do Ecotect em relação às variações anuais apresentadas nos

planos verticais Leste e Oeste. Comportamento que se repete também na fachada sul, não apresentada em

forma de gráfico neste trabalho.

Figura 10 - Graficos da variação de radiação anual para o plano vertical Norte utilizando arquivos “EPW” e “TRY” respectivamente.

Já o plano vertical norte foi o que apresentou maiores divergências em relação aos valores de

referencia. Entretanto, pode-se observar que da mesma maneira que ocorreu em relação ao plano horizontal,

as simulações realizadas com o arquivo climático “TRY” apresentaram valores mais próximos e um

comportamento mais semelhante aos valores de referencia.

5. CONCLUSÕES

Os resultados das análises de radiação incidente no plano horizontal demonstraram que o Autodesk

Ecotect Analisys apresenta coerência nas simulações em relação às variações anuais, entretanto verificou-se

que os valores resultantes das simulações foram normalmente inferiores aos valores de referencia, tanto dos

próprios arquivos climáticos utilizados (lidos através do aplicativo Climate Consultant), quanto em relação

aos dados do Atlas Brasileiro de Energia Solar. As simulações para o plano horizontal geraram erros médios

anuais de 58%, para o arquivo “EPW” e 22%, para o arquivo “TRY” em relação aos valores de referencia do

Atlas.

Para a radiação incidente nos planos verticais, o Ecotect seguiu apresentando coerência em relação às

variações anuais para os planos Leste, Oeste e Sul, já para o plano vertical Norte este comportamento não é

tão evidente, principalmente quando utilizado o arquivo climático “EPW”. Os valores resultantes das

simulações nos planos verticais foram sempre inferiores aos valores de referencia, neste caso sendo

comparados apenas aos dados do Atlas Brasileiro de Energia Solar, tratados no aplicativo Radiasol. As

simulações para os planos verticais geraram erros médios anuais 126,03% para o arquivo “EPW” e 70,04%

para o arquivo “TRY” em relação aos valores de referencia do Atlas. O que indica que o Ecotect apresentou-

se mais preciso para simulações da radiação incidente no plano horizontal que nos planos verticais.

Como uma das principais conclusões deste estudo, pode-se observar que em todos os casos as

simulações realizadas com os arquivos “TRY” apresentaram menores erros em relação aos valores de

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referencia, quando comparadas com as simulações realizadas com os arquivos “EPW”. Considerando que as

simulações foram realizadas apenas para a cidade de Florianópolis.

As causas que diferem os resultados entre os arquivos climáticos “TRY” e “EPW”, assim como a

variação entre os valores simulados e os valores de referencia, as quais abrangem questões de programação e

tratamento de dados na elaboração dos arquivos climáticos, não estão compreendidas no escopo deste

trabalho, que por sua vez se restringe à análise dos resultados fornecidos pela ferramenta computacional

Autodesk Ecotect Analysis, seguindo suas corretas recomendações de utilização. Entretanto cabe enfatizar a

magnitude dos erros encontrados nas simulações para os planos verticais empregando o arquivo climático

“EPW” (erros médios anuais 126,03%), consequentemente desaconselhando sua utilização neste tipo de

simulação de acordo com o método apresentado.

Por fim este estudo reforça que os valores obtidos nas simulações computacionais devem ser

analisados criteriosamente, e sempre que possível, comparados com valores de referencia validados,

presentes em bibliografias consagradas ou obtidos através de medições com equipamentos confiáveis.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AUTODESK ECOTECT ANALYSIS - Disponível em: <www.autodesk.com>. Acesso em: 01 mar. 2014.

CLIMATE CONSULTANT – UCLA. Disponível em: <http://www.energy-design-tools.aud.ucla.edu/climate-consultant/request-

climate-consultant.php>. Acesso em: 01 mai. 2014.

ECOTECT COMMUINITY WIKI! - Disponível em : <http://wiki.naturalfrequency.com/wiki/Display_Solar_Radiation_Values> .

Acesso em: 24/03/2014.

GREENBERG, DONALD; PRATTC, KEVIN; HENCEY, BRANDO; JONESB, NATHANIEL; SCHUMANNB, LARS; DOBBSE,

JUSTIN; DONGB, ZHAO; BOSWORTHB, DAVID; WALTERB, BRUCE. Sustain: An experimental test bed for building

energy simulation. Energy and Buildings, n.58, p. 44–57. 2013.

LAMBERTS, ROBERTO; DUTRA, LUCIANO; RUTTKAY, FERNANDO (2014). Eficiência Energética na Arquitetura. 3ª

edição. Rio de Janeiro: 2014. Disponível em: <http://www.labeee.ufsc.br/sites/default/files/apostilas/eficiencia_energetica_na

_arquitetura.pdf>. Acesso em: 24 jul. 2014.

MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA. Balanço Energético Nacional – BEN 2013. Brasília: 2013. Disponível em:

<https://ben.epe.gov.br/>. Acesso em: 01 out. 2013.

PEREIRA, ENIO BUENO. MARTINS, FERNANDO RAMOS. ABREU, SAMUEL LUNA DE. RÜTTER, RICARDO. Atlas

Brasileiro de Energia Solar. Divisão de Clima e Meio Ambiente – DMA, Centro de Previsão de Tempo e Estudos

Climáticos – CPTEC, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE, Ministério da Ciência e Tecnologia – MCT. 1ª

Edição. São José dos Campos, 2006.

YANG, LI; HE, BAO-JIE, YE, MIAO. Application Research of Ecotect in Residential estate planning. Energy and Buildings, n 72

p. 195-202. 2014.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem à FAPESC – Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Estado de Santa

Catarina, pelos recursos financeiros aplicados no desenvolvimento e divulgação deste trabalho.